基于ANSYS的張拉整體膜結(jié)構(gòu)協(xié)同分析研究.pdf

1、　 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)張拉整體膜結(jié)構(gòu)的研究在理論上和實(shí)踐上均取得了一定的成果，但其分析設(shè)計(jì)時(shí)往往割裂索桿結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)兩者之間的關(guān)系，不能真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)之間的相互作用。張拉整體膜結(jié)構(gòu)協(xié)同分析的研究在國(guó)內(nèi)才剛剛受到關(guān)注，而以非線性有限元理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用ANSYS來(lái)進(jìn)行張拉整體膜結(jié)構(gòu)協(xié)同分析的研究在國(guó)內(nèi)尚屬首次。　　本文首先分析了以往索桿結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)分析方法的特點(diǎn)，提出了張拉整體膜結(jié)構(gòu)協(xié)同找形的思路：首先按照建筑外觀及構(gòu)造要求，索桿體系優(yōu)

2、化的結(jié)果確定索桿結(jié)構(gòu)的空間形狀；然后根據(jù)索桿結(jié)構(gòu)，確定膜的初始形狀，膜邊界部分為固定邊界，部分由索桿支撐體系確定，為非固定邊界，在找形過(guò)程中與索桿體系一同協(xié)同變形。　　然后，利用非線性有限元分析法，對(duì)各個(gè)單元進(jìn)行了分析，根據(jù)虛位移原理推導(dǎo)得到了索桿膜單元的非線性有限元方程，通過(guò)全N-R迭代法，進(jìn)行了方程的求解，得出了求解迭代表達(dá)式。　　先對(duì)純膜及索膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了小彈性模量下的第一類找形分析；然后對(duì)索桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行了第二類找形分析，證明了A

3、NSYS找形分析的可行性；最后對(duì)張拉整體膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了協(xié)同找形分析，考察了考慮索桿的支撐作用與不考慮索桿支撐作用對(duì)膜曲面形狀的影響，考慮膜作用和不考慮膜作用對(duì)索桿結(jié)構(gòu)找形的影響。結(jié)果表明在索桿支撐體系剛度較小的情況下，非協(xié)同找形可能會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的誤差，而協(xié)同找形則可以避免產(chǎn)生這種誤差。因此張拉整體膜結(jié)構(gòu)的協(xié)同找形分析是必要的，更能真實(shí)的反映索桿結(jié)構(gòu)和薄膜結(jié)構(gòu)之間的相互作用?！　∽詈螅瑢?duì)協(xié)同找形得到的張拉整體膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了荷載作用下的